(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラモジュールおよびカメラモジュールホスティング装置間の電気的な接続を促進する１組のコンタクト、およびイメージセンサアレイを含む集積回路イメージキャプチャ装置と、
該イメージキャプチャ装置に対して直接に実装される光学アセンブリと、
該光学アセンブリに対して直接に形成されるハウジングとを備え、同ハウジングは、
該光学アセンブリおよび該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、
同内側層および該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを備えることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記カメラモジュールは、リフローはんだ付けによってカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトは、カメラホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進することを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記集積回路イメージキャプチャ装置のコンタクトはそれぞれ、その上に形成されるはんだボールを含むことを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記ハウジングは、モールド成型によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイに実装されるレンズを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板を含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記光学アセンブリは、前記透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを更に含むことを特徴とする請求項７に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記ハウジングは、レンズスタックを覆うように直接モールド成型されることを特徴とする請求項８に記載のカメラモジュール。
【請求項１０】
前記光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックであることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項１１】
前記ハウジングはモールド成型によってレンズスタックに直接形成されることを特徴とする請求項１０に記載のカメラモジュール。
【請求項１２】
カメラモジュールを製造する方法であって、
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程と、
光学アセンブリを提供する工程と、
該集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接取り付ける工程と、
該光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程とを含み、同ハウジングは、
該光学アセンブリおよび該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、
同内側層および該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを備えることを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１３】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板に前記カメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な１組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１４】
前記コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１５】
前記光学アセンブリおよび前記イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングを形成する工程は、前記光学アセンブリおよび前記イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１６】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１７】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１８】
前記センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置に透明基板を直接接着する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項１９】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うようにレンズを直接実装する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２０】
前記集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、および同レンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２１】
前記光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を覆うようにハウジングを直接モールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項２０に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２２】
前記光学アセンブリを実装する工程は、前記光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって、焦点を合わせた位置に光学アセンブリを実装する工程を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２３】
前記光学アセンブリを提供する工程は、前記集積回路イメージキャプチャ装置に前記光学アセンブリを直接形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２４】
前記光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先立って、集積回路イメージキャプチャ装置に焦点を合わせた光学アセンブリを直接形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２５】
前記イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２６】
第１のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第１の光学アセンブリを提供する工程と、
第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程と、
第２の光学アセンブリを提供する工程と、
該第１の光学アセンブリを第１のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
該第２の光学アセンブリを第２のイメージキャプチャ装置に実装する工程と、
前記第１の光学のアセンブリが第１のイメージキャプチャ装置に実装され、第２の光学アセンブリが第２のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第１の光学アセンブリ、第１のイメージキャプチャ装置、第２のイメージキャプチャ装置、および第２の光学アセンブリを覆うように一体的な第１のハウジング基板を形成する工程と、
該第１のハウジング基板が形成された後に、該第１のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程であって、該第１のハウジング基板の第１の部分は、第１の光学アセンブリおよび第１のイメージキャプチャ装置を覆うように内側ハウジングを形成し、第１のハウジング基板の第２の部分は、第２の光学アセンブリおよび第２のイメージキャプチャ装置を覆うように内側ハウジングを形成する、前記第１のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程と、
前記第１のハウジング基板の第１の部分、該第１のイメージキャプチャ装置、該第１のハウジング基板の第２の部分、および該第２のイメージキャプチャ装置を覆うように一体的な第２のハウジング基板を形成する工程とを含むことを特徴とするカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２７】
前記方法は、第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように第２のハウジング基板が形成された後に、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２８】
前記方法は、第１の組のはんだボールが第１のイメージキャプチャ装置に形成され、第２の組のはんだボールが第２のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第２のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程を更に含み、該第２のハウジング基板の第１の部分は、第１のハウジング基板の第１の部分を覆うように形成され、第２のハウジング基板の第２の部分は、第１のハウジング基板の第２の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項２７に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項２９】
前記方法は、第１のハウジング基板を分離する工程に先立って、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３０】
前記第１のイメージキャプチャ装置を提供する工程および第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含み、該第１のイメージキャプチャ装置および第２のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成されることを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３１】
前記方法は、第１のハウジング基板が前記第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第２のイメージキャプチャ装置から第１のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項３０に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３２】
前記第１のハウジング基板を分離する工程は、第２のイメージキャプチャ装置から第１のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項３１に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３３】
前記第２のハウジング基板を形成する工程は、第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される１つの本体内に前記第２のハウジング基板をモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項３１に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３４】
前記方法は、第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように第２のハウジング基板が形成された後に、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項３３に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３５】
前記方法は、第１の組のはんだボールが第１のイメージキャプチャ装置に形成され、第２の組のはんだボールが第２のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第２のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程を更に含み、該第２のハウジング基板の第１の部分は、第１のハウジング基板の第１の部分を覆うように形成され、第２のハウジング基板の第２の部分は、第１のハウジング基板の第２の部分を覆うように形成されることを特徴とする請求項３４に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３６】
前記第１のイメージキャプチャ装置および前記第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、その上に複数の個別のイメージキャプチャ装置が形成される集積回路基板を提供する工程を含み、
前記第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含み、
前記第１のイメージキャプチャ装置に第１の光学アセンブリを実装する工程、および前記第２のイメージキャプチャ装置に前記第２の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する１つに実装する工程を含み、
前記第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを覆うように前記第１のハウジング基板を形成する工程は、前記複数のイメージキャプチャ装置に複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うように前記第１のハウジング基板を形成する工程を含み、
前記第１のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する１つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別の内側ハウジング部に第１のハウジング基板を分離する工程を含むことを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３７】
前記第２のハウジング基板を形成する工程は、前記複数の内側ハウジング部および前記複数のイメージキャプチャ装置を覆うように該第２のハウジング基板を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３８】
前記方法は、前記複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに１組のはんだボールを形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項３７に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項３９】
前記方法は、前記複数のイメージキャプチャ装置のそれぞれに１組のはんだボールを形成する工程の後に、第２のハウジング基板を複数の個別のカメラモジュールに分離する工程を更に含むことを特徴とする請求項３８に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項４０】
前記第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを覆うように第１のハウジング基板を形成する工程は、第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを直接覆うように１つの本体に前記第１のハウジング基板をモールド成型する工程を含むことを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項４１】
プリント基板と、
同プリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールとを備え、
同カメラモジュールは、
イメージキャプチャ装置と、
同イメージキャプチャ装置に直接固定される光学アセンブリと、
同光学アセンブリに直接形成されるハウジングとを含み、
該カメラモジュールのハウジングは、
該光学アセンブリおよび該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、
同内側層および該イメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを含むことを特徴とするカメラモジュールホスト装置。
【請求項４２】
前記カメラモジュールは、プリント基板にリフローはんだ付けされることを特徴とする請求項４１に記載のカメラモジュールホスト装置。
【請求項４３】
前記カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装されることを特徴とする請求項４１に記載のカメラモジュールホスト装置。
【請求項４４】
前記光学アセンブリは、複数のレンズ素子を有するレンズスタックと、透明な基板とを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４５】
前記ハウジングの内側層は、前記光学アセンブリ上に第１の光学開口を形成し、
前記ハウジングの外側層は、前記第１の光学開口上に第２の光学開口を形成することを特徴とする請求項１乃至１１、および４４のうちいずれか一項に記載のカメラモジュール。
【請求項４６】
前記ハウジングの内側層は、前記光学アセンブリ上に第１の光学開口を形成し、
前記ハウジングの外側層は、前記第１の光学開口上に第２の光学開口を形成することを特徴とする請求項１２乃至２５のうちいずれか一項に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項４７】
前記ハウジングを形成する工程は、少なくとも１つのプランジャにより前記第１の光学開口および前記第２の光学開口のうち少なくとも一方を形成する工程を含むことを特徴とする請求項４６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項４８】
前記第１のハウジング基板を形成する工程は、少なくとも１つのプランジャにより前記第１のハウジング基板に複数の光学開口を形成する工程を含み、
１つの光学開口が各光学アセンブリに関連することを特徴とする請求項２６に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項４９】
前記第１のハウジング基板は、前記第１の光学アセンブリおよび前記第２の光学アセンブリのぞれぞれの上に第１の光学開口を形成し、
前記第２のハウジング基板は、前記第１の光学アセンブリおよび前記第２の光学アセンブリのぞれぞれの上の前記第１の光学開口上に第２の光学開口を形成することを特徴とする請求項２６乃至４０および４８のうちいずれか一項に記載のカメラモジュールを製造する方法。
【請求項５０】
前記カメラモジュールのハウジングの内側層は、前記光学アセンブリ上に第１の光学開口を形成し、
前記カメラモジュールのハウジングの外側層は、前記第１の光学開口上に第２の光学開口を形成することを特徴とする請求項４１乃至４３のうちいずれか一項に記載のカメラモジュールホスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。より詳細には、本発明は、デジタルカメラモジュールに関する。更により詳細には、本発明は、ホスティング装置にリフローはんだ付け可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラモジュールは、様々なホスト装置に現在組み込まれている。そのようなホスト装置は、携帯電話、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ等を含む。従って、ホスト装置におけるデジタルカメラモジュールに対する消費者の需要は連続して増加している。
【０００３】
ホスト装置製造業者は、ホスト装置の全体的な寸法を増加させることなくホスト装置に組み込むことができるように、より小型のデジタルカメラモジュールを好む。更に、ホスト装置製造業者は、ホスト装置設計に対する影響が最小限であるカメラモジュールを好む。これらの要件を満たす際に、ホスト装置製造業者は、できるだけ高品質の画像を撮るカメラモジュールを好む。最小の製造コストにてこれらの要件を満たすカメラモジュールを設計することは、カメラモジュール製造業者の継続する課題であるものといえる。
【０００４】
公知のデジタルカメラモジュールは、通常レンズアセンブリ、ハウジング、プリント基板（ＰＣＢ）、および一体的に形成されるイメージキャプチャ装置（ＩＣＤ）を含む。通常、コンポーネントは、個別に形成され、デジタルカメラモジュールを形成すべく後に組み立てられる。即ち、ＩＣＤがＰＣＢに取り付けられ、続いてＩＣＤがハウジングの底部に包囲されるように、ハウジングがＰＣＢに取り付けられる。続いてＩＣＤの撮像面上に入射光線の焦点を合わせるように、レンズアセンブリがハウジングの反対側の端部に実装される。通常、レンズアセンブリは、傾斜した表面（例えばネジ、カム、傾斜路等）を含み、これは、ハウジングに形成される補完的な表面と係合する。これにより、ハウジング内のレンズアセンブリを回転させることによって、好適に焦点を合わせることができる。レンズアセンブリが撮像面に対して好適に位置された後に、レンズアセンブリは、ハウジングに対して（例えば接着剤、熱溶接等により）固定される。ＩＣＤは、ＰＣＢに電気的に接続される。ＰＣＢは、処理、表示および記憶用のホスト装置とイメージデータの通信をすべく、ＩＣＤに対して複数の電気的コンタクトを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４３４５０２１号明細書
【特許文献２】米国特許第４６８１４１６号明細書
【特許文献３】米国特許第４６８７３１４号明細書
【特許文献４】米国特許第４６９０５１２号明細書
【特許文献５】米国特許第４７２７３８９号明細書
【特許文献６】米国特許第４９８７４３５号明細書
【特許文献７】米国特許第５１４９１８１号明細書
【特許文献８】米国特許第５５２９９３６号明細書
【特許文献９】米国特許第５８１５７４２号明細書
【特許文献１０】米国特許第５８６６９４２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５９１２８７２号明細書
【特許文献１２】米国特許第６０９６１５５号明細書
【特許文献１３】米国特許第６２３５１４１号明細書
【特許文献１４】米国特許第６２４９３１１号明細書
【特許文献１５】米国特許第６２５５６４０号明細書
【特許文献１６】米国特許第６２５６１５５号明細書
【特許文献１７】米国特許第６２８５０６４号明細書
【特許文献１８】米国特許第６２９５１５６号明細書
【特許文献１９】米国特許第６３２４０１０号明細書
【特許文献２０】米国特許第６３３０４００号明細書
【特許文献２１】米国特許第６３７４００４号明細書
【特許文献２２】米国特許第６３８１０７２号明細書
【特許文献２３】米国特許第６４０６５８３号明細書
【特許文献２４】米国特許第６４０７３８１号明細書
【特許文献２５】米国特許第６４２６８２９号明細書
【特許文献２６】米国特許第６４５１１５０号明細書
【特許文献２７】米国特許第６４８３６２７号明細書
【特許文献２８】米国特許第６５２８８５７号明細書
【特許文献２９】米国特許第６５６６７４５号明細書
【特許文献３０】米国特許第６５８２０７９号明細書
【特許文献３１】米国特許第６６４９００８号明細書
【特許文献３２】米国特許第６６６９８０３号明細書
【特許文献３３】米国特許第６６７０２０５号明細書
【特許文献３４】米国特許第６６８３２９８号明細書
【特許文献３５】米国特許第６６８６５８８号明細書
【特許文献３６】米国特許第６７７７３１１号明細書
【特許文献３７】米国特許第６８３６３８２号明細書
【特許文献３８】米国特許第６８４１８８３号明細書
【特許文献３９】米国特許第６８５３００５号明細書
【特許文献４０】米国特許第６８６９２３３号明細書
【特許文献４１】米国特許第６８７３０２４号明細書
【特許文献４２】米国特許第６８８５１０７号明細書
【特許文献４３】米国特許第６９０３８８３号明細書
【特許文献４４】米国特許第６９５４３１１号明細書
【特許文献４５】米国特許第６９９５４６２号明細書
【特許文献４６】米国特許第７０１９３７４号明細書
【特許文献４７】米国特許第７０４３２８４号明細書
【特許文献４８】米国特許第７０４６２９６号明細書
【特許文献４９】米国特許第７０７８７９９号明細書
【特許文献５０】米国特許第７０８３９９９号明細書
【特許文献５１】米国特許第７０９１５９９号明細書
【特許文献５２】米国特許第７１２９１４６号明細書
【特許文献５３】米国特許第７１６７３７６号明細書
【特許文献５４】米国特許第７１６９６４５号明細書
【特許文献５５】米国特許第７１９９４３８号明細書
【特許文献５６】米国特許第７２０５０９５号明細書
【特許文献５７】米国特許第７２４２４３３号明細書
【特許文献５８】米国特許第７２４５３１９号明細書
【特許文献５９】米国特許第７２６５９１６号明細書
【特許文献６０】米国特許第７２８０１４９号明細書
【特許文献６１】米国特許第７３０１５７７号明細書
【特許文献６２】米国特許第７３７８７２４号明細書
【特許文献６３】米国特許第７３８８６１３号明細書
【特許文献６４】米国特許第７３９１４５８号明細書
【特許文献６５】米国特許第７４１４６６１号明細書
【特許文献６６】米国特許第７４３３５５５号明細書
【特許文献６７】米国特許第７４５７０５０号明細書
【特許文献６８】米国特許第７４６９１００号明細書
【特許文献６９】米国特許第７４７７４６１号明細書
【特許文献７０】米国特許第７５３１７７３号明細書
【特許文献７１】米国特許第７５９３０５７号明細書
【特許文献７２】米国特許第７６８８３８２号明細書
【特許文献７３】米国特許第７７９６１８７号明細書
【特許文献７４】米国特許第７９０１９７３号明細書
【特許文献７５】米国特許第７９３９９０１号明細書
【特許文献７６】米国特許出願公開第２００２／００９４１９８号明細書
【特許文献７７】米国特許出願公開第２００３／００１６４５２号明細書
【特許文献７８】米国特許出願公開第２００３／０１３７７２８号明細書
【特許文献７９】米国特許出願公開第２００３／０２１８２５１号明細書
【特許文献８０】米国特許出願公開第２００４／００４２７７９号明細書
【特許文献８１】米国特許出願公開第２００４／００５６９７０号明細書
【特許文献８２】米国特許出願公開第２００４／００７７１２１号明細書
【特許文献８３】米国特許出願公開第２００４／００８９８５９号明細書
【特許文献８４】米国特許出願公開第２００４／０２０７０３６号明細書
【特許文献８５】米国特許出願公開第２００４／０２１２７１９号明細書
【特許文献８６】米国特許出願公開第２００４／０２４５６４９号明細書
【特許文献８７】米国特許出願公開第２００５／００３０６４７号明細書
【特許文献８８】米国特許出願公開第２００５／００７３６０２号明細書
【特許文献８９】米国特許出願公開第２００５／００７７４５８号明細書
【特許文献９０】米国特許出願公開第２００５／０１１０１０７号明細書
【特許文献９１】米国特許出願公開第２００５／０１４６８００号明細書
【特許文献９２】米国特許出願公開第２００５／０１７９８０５号明細書
【特許文献９３】米国特許出願公開第２００５／０１８５０８８号明細書
【特許文献９４】米国特許出願公開第２００５／０２３７４１８号明細書
【特許文献９５】米国特許出願公開第２００５／０２８５０１６号明細書
【特許文献９６】米国特許出願公開第２００５／０２８５９７３号明細書
【特許文献９７】米国特許出願公開第２００６／０００１７５９号明細書
【特許文献９８】米国特許出願公開第２００６／０００６５１１号明細書
【特許文献９９】米国特許出願公開第２００６／００１９４２８号明細書
【特許文献１００】米国特許出願公開第２００６／００２３１０８号明細書
【特許文献１０１】米国特許出願公開第２００６／００２８５７３号明細書
【特許文献１０２】米国特許出願公開第２００６／００４４４５０号明細書
【特許文献１０３】米国特許出願公開第２００６／００５４７８２号明細書
【特許文献１０４】米国特許出願公開第２００６／００５４７８７号明細書
【特許文献１０５】米国特許出願公開第２００６／００６６９４５号明細書
【特許文献１０６】米国特許出願公開第２００６／００６６９５９号明細書
【特許文献１０７】米国特許出願公開第２００６／０１０９３６７号明細書
【特許文献１０８】米国特許出願公開第２００６／０１２７０８５号明細書
【特許文献１０９】米国特許出願公開第２００６／０１３２６４４号明細書
【特許文献１１０】米国特許出願公開第２００６／０１３９７７６号明細書
【特許文献１１１】米国特許出願公開第２００６／０１８１７４８号明細書
【特許文献１１２】米国特許出願公開第２００６／０２０４２４３号明細書
【特許文献１１３】米国特許出願公開第２００６／０２１５０５３号明細書
【特許文献１１４】米国特許出願公開第２００６／０２１９８８５号明細書
【特許文献１１５】米国特許出願公開第２００６／０２４９７３７号明細書
【特許文献１１６】米国特許出願公開第２００６／０２５１４１４号明細書
【特許文献１１７】米国特許出願公開第２００７／００１９１０２号明細書
【特許文献１１８】米国特許出願公開第２００７／００３２１６９号明細書
【特許文献１１９】米国特許出願公開第２００７／００３７４８５号明細書
【特許文献１２０】米国特許出願公開第２００７／００５２０５０号明細書
【特許文献１２１】米国特許出願公開第２００７／００５３６７２号明細書
【特許文献１２２】米国特許出願公開第２００７／００５３６８５号明細書
【特許文献１２３】米国特許出願公開第２００７／００５８９６４号明細書
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【特許文献１２５】米国特許出願公開第２００７／００９１１９８号明細書
【特許文献１２６】米国特許出願公開第２００７／０１２６８９８号明細書
【特許文献１２７】米国特許出願公開第２００７／０１２６９１４号明細書
【特許文献１２８】米国特許出願公開第２００７／０１６４４０９号明細書
【特許文献１２９】米国特許出願公開第２００７／０１６６０２９号明細書
【特許文献１３０】米国特許出願公開第２００７／０２３６５９１号明細書
【特許文献１３１】米国特許出願公開第２００７／０２５８００６号明細書
【特許文献１３２】米国特許出願公開第２００７／０２７５５０５号明細書
【特許文献１３３】米国特許出願公開第２００７／０２７８３９４号明細書
【特許文献１３４】米国特許出願公開第２００７／０２７９５１８号明細書
【特許文献１３５】米国特許出願公開第２００８／００４００６９号明細書
【特許文献１３６】米国特許出願公開第２００８／００５８０１０号明細書
【特許文献１３７】米国特許出願公開第２００８／００６８７２８号明細書
【特許文献１３８】米国特許出願公開第２００８／００７４５２８号明細書
【特許文献１３９】米国特許出願公開第２００８／０１１８２４１号明細書
【特許文献１４０】米国特許出願公開第２００８／０１３６９５６号明細書
【特許文献１４１】米国特許出願公開第２００８／０１４３８６４号明細書
【特許文献１４２】米国特許出願公開第２００８／０１５２３３９号明細書
【特許文献１４３】米国特許出願公開第２００８／０１５８３６２号明細書
【特許文献１４４】米国特許出願公開第２００８／０１５９７３４号明細書
【特許文献１４５】米国特許出願公開第２００８／０１７０１４１号明細書
【特許文献１４６】米国特許出願公開第２００８／０１８０５６６号明細書
【特許文献１４７】米国特許出願公開第２００８／０２２５４１５号明細書
【特許文献１４８】米国特許出願公開第２００８／０２５２７７０号明細書
【特許文献１４９】米国特許出願公開第２００８／０２５２７９５号明細書
【特許文献１５０】米国特許出願公開第２００８／０２７８６１７号明細書
【特許文献１５１】米国特許出願公開第２００８／０２７９５４４号明細書
【特許文献１５２】米国特許出願公開第２００８／０２７９５４５号明細書
【特許文献１５３】米国特許出願公開第２００９／００１５７０６号明細書
【特許文献１５４】米国特許出願公開第２００９／００２１６２４号明細書
【特許文献１５５】米国特許出願公開第２００９／００２７８６９号明細書
【特許文献１５６】米国特許出願公開第２００９／００４６３７６号明細書
【特許文献１５７】米国特許出願公開第２００９／０１０３１９３号明細書
【特許文献１５８】米国特許出願公開第２００９／０１１０３８５号明細書
【特許文献１５９】米国特許出願公開第２００９／０１１５８９１号明細書
【特許文献１６０】米国特許出願公開第２００９／０２１３２６２号明細書
【特許文献１６１】米国特許出願公開第２００９／０２４３０５１号明細書
【特許文献１６２】米国特許出願公開第２００９／０２６７１７０号明細書
【特許文献１６３】米国特許出願公開第２０１０／００５３４２３号明細書
【特許文献１６４】米国特許出願公開第２０１１／００９６２１３号明細書
【特許文献１６５】中国特許出願公開第１５１７７３５号明細書
【特許文献１６６】中国特許出願公開第１６６６１３０号明細書
【特許文献１６７】中国特許出願公開第１６８２３７７号明細書
【特許文献１６８】中国特許出願公開第１７１９５９０号明細書
【特許文献１６９】欧州特許出願公開第１３８７３９７号明細書
【特許文献１７０】欧州特許出願公開第１４４１５０９号明細書
【特許文献１７１】欧州特許出願公開第１４４３７５４号明細書
【特許文献１７２】特開平０８−０６４５５６号公報
【特許文献１７３】特開２０００−１５５２７０号公報
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【特許文献１７６】特開２００１−２９２３６５号公報
【特許文献１７７】特開２００１−３３３３３２号公報
【特許文献１７８】特開２００２−０１０１２３号公報
【特許文献１７９】特開２００２−０１６１９４号公報
【特許文献１８０】特開２００２−２４６６３８号公報
【特許文献１８１】特開２００３−０３１７８２号公報
【特許文献１８２】特開２００３−１１０８９１号公報
【特許文献１８３】特開２００４−０１６４１０号公報
【特許文献１８４】特開２００４−０２９５５４号公報
【特許文献１８５】特開２００４−０４０２８７号公報
【特許文献１８６】特開２００４−０５３６４８号公報
【特許文献１８７】特開２００４−０８０７７４号公報
【特許文献１８８】特開２００４−０８８７１３号公報
【特許文献１８９】特開２００４−２０７４６１号公報
【特許文献１９０】特開２００４−２８２７７８号公報
【特許文献１９１】特開２００５−０５６９９９号公報
【特許文献１９２】特開２００５−１１６６２８号公報
【特許文献１９３】特開２００５−１４８１０９号公報
【特許文献１９４】特開２００５−１７３２６５号公報
【特許文献１９５】特開２００５−２１６９７０号公報
【特許文献１９６】特開２００５−２６６１２９号公報
【特許文献１９７】特開２００５−２９５０５０号公報
【特許文献１９８】特開２００５−３１７７４５号公報
【特許文献１９９】特開２００５−３４０５３９号公報
【特許文献２００】特開２００５−５３９２７６号公報
【特許文献２０１】特開２００６−０５４５０６号公報
【特許文献２０２】特開２００６−２４８８７８号公報
【特許文献２０３】特開２００６−２７６８９７号公報
【特許文献２０４】特開２００６−２９４７２０号公報
【特許文献２０５】特開２００７−０１７９７４号公報
【特許文献２０６】特開２００７−１２９１６４号公報
【特許文献２０７】特許第４０２７９６２号明細書
【特許文献２０８】特開平０４−０２３４６９号公報
【特許文献２０９】特開平０７−１８１３８９号公報
【特許文献２１０】特開平０８−２８８４８４号公報
【特許文献２１１】特開平０９−３２９８１８号公報
【特許文献２１２】特開昭６１−１２９６１６号公報
【特許文献２１３】韓国公開特許２００５−００００７２２号公報
【特許文献２１４】国際公開第２００２／０６５２０８号パンフレット
【特許文献２１５】国際公開第２００４／０２７８８０号パンフレット
【特許文献２１６】国際公開第２００５／０６９６０２号パンフレット
【特許文献２１７】国際公開第２００６／０２５４９６号パンフレット
【特許文献２１８】国際公開第２００６／０２５６９８号パンフレット
【特許文献２１９】国際公開第２００６／０３５９６３号パンフレット
【特許文献２２０】国際公開第２００６／０９３３７７号パンフレット
【特許文献２２１】国際公開第２００７／０１６４１３号パンフレット
【特許文献２２２】国際公開第２００７／０１６４１４号パンフレット
【特許文献２２３】国際公開第２００８／０１１００３号パンフレット
【特許文献２２４】国際公開第２００８／０２１１６７号パンフレット
【特許文献２２５】国際公開第２００８／０７０１２５号パンフレット
【特許文献２２６】国際公開第２００８／０７９４０３号パンフレット
【特許文献２２７】国際公開第２００８／０８５４８９号パンフレット
【特許文献２２８】国際公開第２００８／１３３９４３号パンフレット
【特許文献２２９】国際公開第２００８／１３３９４６号パンフレット
【特許文献２３０】国際公開第２００９／１０５５４７号パンフレット
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】High Precision Optical Assembly Starts Here, Opto-Alignment Technology, Inc.,１９９６年１月
【非特許文献２】SHIN et al.; Fabrication of Phone-Camera Module Using Wafer-Scale UV Embossing Process; Sensors, Cameras, and Systems for Scientific/Industrial Applications VII, edited by Morley M. Burke; Proc. Of SPIE-IS&T Electronic Imaging; SPIE Vol. 6068, 60680Q, (c) 2006 SPIE-IS&T.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらのカメラモジュールを製造する際に、カメラモジュール製造業者は、多くの課題に遭遇する。例として、露出したＩＣＤダイは、埃、および／又は他の微粒子の破片のような汚染物質に暴露されると、汚染に対して非常に脆弱である。更に、カメラモジュールの組立てにおいて使用される材料（例えば接着剤）および処理工程（例えばハウジング取り付け、モールド成型、レンズ取り付け等）にさらされた場合に、ＩＣＤは非常に脆弱である。汚染は、特に収率損失が高い場合に、通常非常に高コストになり得る欠陥イメージキャプチャ装置の廃棄の原因になる。汚染を最小限にすべく、カメラモジュールは、クラス１００のクリーンルームにて通常組み立てられる。組み立てられたカメラモジュールのイメージキャプチャ装置は、カメラモジュールの外部の汚染物質から保護されるが、これらは内部汚染物質に対してなお脆弱である。そのような内部汚染物質は、通常捕捉された埃、接着剤、および／又はカメラモジュール内の摩擦による摩耗によって形成された微粒子から生じる。摩擦による摩耗は、通常焦点合わせのような組立工程の間に生じる。特に
微粒子は、レンズアセンブリの傾斜した表面がハウジングの傾斜した表面に対して摩擦される場合に形成される。カメラモジュール全体が廃棄される必要があるため、カメラが組み立てられた後に生じるイメージセンサの汚染は、特に高コストとなり得る。
【０００８】
カメラモジュールの製造業者が直面する別の課題は、カメラモジュールのコンポーネントが非常に小さいため、非常に繊細な、従って、高コストな製造、組立て、整列の処理が必要になる点にある。実際に、必要なカメラモジュールコンポーネントの数が増加するにつれ、整列工程はより困難なものとなる。この理由として、カメラモジュールコンポーネント間の厳密な位置の誤差が、レンズに撮像面を連結するコンポーネントの数に比例して累積することが挙げられる。理想的には、レンズはすべて、平面の撮像面の中央部に同軸に、且つ直交して位置される必要がある。しかしながら、通常これはＰＣＢに対するＩＣＤの誤差、ハウジングに対するＰＣＢの誤差、焦点／ズーム装置に対するハウジングの誤差、および焦点／ズーム装置に対するレンズの誤差の合計によって確定される予め定義された全体的な誤差の範囲内においてのみ可能である。
【０００９】
更なる別の例の課題として、カメラモジュールは、通常カメラモジュールを破損することなくホスト装置にリフローはんだ付けすることができない。リフローはんだ付けは、好適に開発された効率的な電子製造工程である。従って、ホスト装置にカメラモジュールを取り付けるべくリフローはんだ付け処理を使用可能であることが望ましいであろう。しかしながら、公知の装置は、リフローはんだ付けによる取り付けに耐久不能である。
【００１０】
従って、撮像面の汚染に対して脆弱ではないカメラモジュールが要求される。レンズと撮像面との間がより許容可能な誤差により組み立てることができるカメラモジュールが更に要求される。コンポーネントがより少数で済み、且つ製造工程がより少数で済むカメラモジュールが更に要求される。リフローはんだ付け処理に耐久可能なカメラモジュールが更に要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、リフローはんだ付け処理に耐久可能なウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。本発明により、公知のリフローはんだ付け処理を使用してホスト装置のプリント基板にカメラモジュールを実装することが促進される。
【００１２】
例によるカメラモジュールは、集積回路イメージキャプチャ装置、光学アセンブリ、およびハウジングを含む。イメージキャプチャ装置は、１組の電気的コンタクトおよびイメージセンサアレイを含む。コンタクトにより、カメラモジュールとカメラモジュールホスティング装置との間の電気的な接続が促進される。例えば、カメラモジュールは、はんだボールおよびリフローはんだ付け処理を使用してカメラホスティング装置の回路基板に直接実装可能である。
【００１３】
光学アセンブリは、イメージキャプチャ装置に直接実装され、ハウジングは光学スタックに直接形成される。ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、内側層およびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを備える。ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を直接覆うように例えばモールド成型により形成される。光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装されるレンズを含む。任意により、光学アセンブリは、イメージセンサアレイを覆うように実装される透明基板、および透明基板を覆うように実装されるレンズスタックを含む。別例において、光学アセンブリは、センサアレイを覆う集積回路イメージキャプチャ装置に直接実装されるレンズスタックである。いずれの場合においても、ハウジングは、モールド成型によりレンズスタックを直接覆うように形成される。
【００１４】
カメラモジュールを製造する方法も開示される。例による方法は、集積回路イメージキ
ャプチャ装置を提供する工程と、光学アセンブリを提供する工程と、集積回路イメージキャプチャ装置に光学アセンブリを直接実装する工程と、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に実装された後に、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程を含む。ハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、内側層およびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを備える。
【００１５】
集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程は、カメラモジュールホスティング装置の回路基板にカメラモジュールをリフローはんだ付けすることを促進可能な１組のコンタクトを含む集積回路イメージキャプチャ装置を提供する工程を含む。方法は、コンタクトにはんだボールを形成する工程を更に含む。光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングを形成する工程は、光学アセンブリ、および集積回路イメージキャプチャ装置を覆うようにハウジングをモールド成型する工程を含む。
【００１６】
任意により、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、集積回路イメージキャプチャ装置のセンサアレイを覆うように透明基板を実装する工程を含んでもよい。所定の例において、センサアレイを覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを覆うように剛性を備えた透明基板を接着する工程を含む。透明基板は、集積回路イメージキャプチャ装置に直接接着されてもよい。
【００１７】
別の選択肢として、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように透明基板を実装する工程は、センサアレイを直接覆うようにレンズを実装する工程を含む。この場合において、集積回路イメージキャプチャ装置を覆うように光学アセンブリを実装する工程は、レンズアセンブリを提供する工程、およびレンズアセンブリを透明基板に実装する工程を含み、光学アセンブリを覆うようにハウジングを形成する工程は、レンズアセンブリおよび透明基板を直接覆うようにハウジングをモールド成形する工程を含む。付加的に、光学アセンブリを実装する工程は、光学アセンブリにハウジングを形成する工程に先だって光学アセンブリを焦点合わせした位置に実装する工程を更に含む。
【００１８】
光学アセンブリを提供する工程は、集積回路イメージキャプチャ装置に直接光学アセンブリを形成する工程を含む。光学アセンブリを形成する工程は、ハウジングを形成する工程に先だって集積回路イメージキャプチャ装置に直接予め焦点を合わせた光学アセンブリ（例えば、光学スタック）を形成する工程を含む。イメージキャプチャ装置を提供する工程は、イメージキャプチャ装置に複数のはんだボールを形成する工程を含む。
【００１９】
同時に複数のカメラモジュールを製造する方法の例も開示される。方法は、第１のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第１の光学アセンブリを提供する工程、第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程、第２の光学アセンブリを提供する工程、第１の光学アセンブリを第１のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第２の光学アセンブリを第２のイメージキャプチャ装置に実装する工程、第１の光学アセンブリが第１のイメージキャプチャ装置に実装され、且つ第２の光学アセンブリが第２のイメージキャプチャ装置に実装された後に、第１の光学アセンブリ、第１のイメージキャプチャ装置、第２のイメージキャプチャ装置、および第２の光学アセンブリを覆うように一体的な第１のハウジング基板を形成する工程、並びに第１のハウジング基板が形成された後に、第１のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程を含む。第１のハウジング基板の第１の部分は、第１の光学アセンブリおよび第１のイメージキャプチャ装置を覆うように内側ハウジングを形成し、第１のハウジング基板の第２の部分は、第２の光学アセンブリおよび第２のイメージキャプチャ装置を覆うように内側ハウジングを形成する。方法は、第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように一体的な第２のハウジング基板を形成する工程を更に含む。付加的に、方法は、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように第２のハウジング基板が形成された後に、はんだボールはイメージキャプチャ装置に好適に形成可能である。例による方法は、第１の組のはんだボールが第１のイメージキャプチャ装置に形成され、第２の組のはんだボールが第２のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第２のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程を更に含む。第２のハウジング基板の第１部分は第１のハウジング基板の第１の部分を覆うように形成され、第２のハウジング基板の第２の部分は第１のハウジング基板の第２の部分を覆うように形成される。これに代えて、第１のハウジング基板を分離する工程に先だって、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程が行なわれてもよい。
【００２０】
開示される方法において、第１のイメージキャプチャ装置を提供する工程、および第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、一体的な集積回路基板を提供する工程を含む。第１のイメージキャプチャ装置および第２のイメージキャプチャ装置は、一体的な集積回路基板に形成される。例えば、第１および第２のイメージキャプチャ装置は、一体的なシリコンウェハにおける個別の集積回路である。方法は、第１のハウジング基板が第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを覆うように形成された後に、第２のイメージキャプチャ装置から第１のイメージキャプチャ装置を分離する工程を更に含む。第１のハウジング基板を分離する工程は、第２のイメージキャプチャ装置から第１のイメージキャプチャ装置を分離する工程を含む。
【００２１】
第２のハウジング基板を形成する工程は、第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように形成される１つの本体に第２のハウジング基板をモールド成型する工程を含む。方法は、第１のイメージキャプチャ装置に第１の組のはんだボールを形成する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第１のハウジング基板の第１の部分、第１のイメージキャプチャ装置、第１のハウジング基板の第２の部分、および第２のイメージキャプチャ装置を覆うように第２のハウジング基板が形成された後に、はんだボールは形成される。方法は、第１の組のはんだボールが第１のイメージキャプチャ装置に形成され、第２の組のはんだボールが第２のイメージキャプチャ装置に形成された後に、第２のハウジング基板を第１の部分および第２の部分に分離する工程を更に含む。第２のハウジング基板の第１部分は第１のハウジング基板の第１の部分を覆うように形成され、第２のハウジング基板の第２の部分は第１のハウジング基板の第２の部分を覆うように形成される。
【００２２】
通常、製造方法は、多数のイメージキャプチャ装置を内部に含むウェハに適用可能である。そのような場合において、第１のイメージキャプチャ装置および第２のイメージキャプチャ装置を提供する工程は、複数の個別のイメージキャプチャ装置がその上に形成される集積回路基板を提供する工程を含む。第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを提供する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリを提供する工程を含む。第１のイメージキャプチャ装置に第１の光学アセンブリを実装する工程、および第２のイメージキャプチャ装置に第２の光学アセンブリを実装する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリをそれぞれ複数のイメージキャプチャ装置の対応する１つに実装する工程を含む。付加的に、第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリを覆うように第１のハウジング基板を形成する工程は、複数のイメージキャプチャ装置に複数の光学アセンブリを実装する工程の後に、複数の焦点を合わせた光学アセンブリを覆うように第１のハウジング基板を形成する工程を含み、第１のハウジング基板を分離する工程は、複数の予め焦点を合わせた光学スタックアセンブリの対応する１つを覆うようにそれぞれ形成される複数の個別の内側ハウジング部に第１のハウジング基板を分離する工程を含む。第２のハウジング基板を形成する工程は、複数の内側ハウジング部および複数のイメージキャプチャ装置を覆うように第２のハウジング基板を形成する工程を含む。
【００２３】
方法は、複数のイメージキャプチャ装置の各々に１組のはんだボールを形成する工程を更に含む。第２のハウジング基板は、イメージキャプチャ装置の各々に１組のはんだボールを形成する工程の後に、複数の個別のカメラモジュールへ分離される。
【００２４】
カメラモジュールホスト装置も開示される。ホスト装置は、プリント基板、およびプリント基板に電気的に接続されたカメラモジュールを含む。カメラモジュールは、イメージキャプチャ装置と、イメージキャプチャ装置に直接固定される光学アセンブリと、光学アセンブリに直接形成されるハウジングとを含む。カメラモジュールのハウジングは、光学アセンブリおよびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される内側層と、内側層およびイメージキャプチャ装置に直接接触するように形成される外側層とを含む。光学アセンブリはイメージキャプチャ装置に直接固定され、ハウジングは光学アセンブリに直接形成される。カメラモジュールは、ピックアンドプレイス技術を使用してプリント基板に実装され、続いてプリント基板にリフローはんだ付けされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ホスト装置のプリント基板に実装されるカメラモジュールを示す斜視図
【図２】図１のカメラモジュールを示す部分断面斜視図。
【図３】図１のカメラモジュールのウェハレベルパッケージを示す部分断面斜視図。
【図４】図１のカメラモジュールを示す断面図。
【図５】別例によるカメラモジュールを示す部分断面図。
【図６】図５のカメラモジュールのような複数のカメラモジュールを形成することに使用されるイメージキャプチャ装置ウェハを示す斜視図。
【図７】図６のイメージキャプチャ装置ウェハを覆うように形成されたハウジング基板を示す斜視図。
【図８】製造加工対象物を形成すべく剛性を備えたキャリアプレートに実装され、図５のカメラモジュールを含む個別のパッケージの配列を示す斜視図。
【図９】図８の個別のパッケージを覆うように形成された第２のハウジング基板を示す斜視図。
【図１０】図９のハウジング基板を示す後部斜視図。
【図１１】カメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【図１２】複数のカメラモジュールを製造する方法を要約したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は添付の図面を参照して開示され、同様の参考符号は、略同様の要素を示す。
本発明は、リフローはんだ付け条件に耐久可能な単純化されたウェハレベルカメラモジュールを提供することにより、先行技術に関する課題を解決する。以下の記載において、本発明を完全に理解できるように、数を詳細に特定する（例えばレンズの数、エポキシ樹脂のタイプ等）。しかしながら、当業者は、本発明がこれらの詳細とは別に実行可能であることを認識するであろう。他の実例において、公知の電子アセンブリの実例および設備の詳細は、不必要に本発明を不明瞭なものとしないように省略した。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例におけるカメラモジュール１００を示す斜視図である。図示のように、カメラモジュール１００は、カメラホスティング装置（例えば携帯電話、ＰＤＡ等）の主プリント基板（主ＰＣＢ）を示すプリント基板（ＰＣＢ）１０２の一部に実装される。カメラモジュール１００は、複数の導体線１０４によってホスティング装置の他のコンポーネントと電気的に通信する。装置１０６は、ＰＣＢ１０２に直接実装可能な電子コンポーネント（例えば受動素子）を示す。当業者は、ＰＣＢ１０２の所定の設計が特
定用途に応じたものであり、本発明に特に関係するものではないということを認識するであろう。従って、ＰＣＢ１０２、導体線１０４、および装置１０６は、具体例に過ぎない。
【００２８】
図２は、カメラモジュール１００の部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール１００は、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）２０２を覆うように直接形成されたハウジング２００を含む。特に、ハウジング２００は、ＷＬＰ２０２を直接覆うようにトランスファー成型され、これにより、カメラモジュール１００を形成する。ハウジング２００は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール１００を構造的に支持する剛性を備えた不透明な材料（例えば成型用プラスチック）から形成される。ハウジング２００は、ＷＬＰ２０２のイメージ撮像面を露光する光学開口２０４を含むように形成される。
【００２９】
ＷＬＰ２０２は、イメージキャプチャ装置（ＩＣＤ）２０８に直接実装される光学アセンブリ２０６を含む。光学アセンブリ２０６は、ＩＣＤ２０８を覆うように実装される透明基板２１０およびレンズスタック２１２を含む。透明基板２１０は、光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によってＩＣＤ２０８に固定される。同様に、レンズスタック２１２は、透明基板２１０に固定され、この固定は、これらの間に配置される光学用グレードのエポキシ樹脂等の所定の好適な手段によって行われる。図３を参照して光学アセンブリ２０６を更に後述する。
【００３０】
図３は、ＩＣＤ２０８を覆うように直接光学アセンブリ２０６を実装することによって形成されるＷＬＰ２０２を示す部分断面斜視図である。ＩＣＤ２０８は、天面３００および底面３０２を含む。天面３００は、光学的なイメージを電子信号に変換すべく作用するセンサ配列３０４を含む。天面３００は、更に光学アセンブリ２０６を受容すべく基部となる。図４に示すように、底面３０２は、カメラモジュール１００とＰＣＢ１０２との間の電子通信を促進すべく複数の電気的コンタクト４００を含む。
【００３１】
後の製造工程における汚染からセンサ配列３０４を保護すべく透明基板２１０が、天面３００に実装される（例えば光学接着剤により）。別例として、透明基板２１０は省略されてもよく、レンズスタック２１２は、イメージセンサ配列３０４を覆うように直接実装されてもよい。更なる別例として、ＷＬＰ２０２は中空パッケージであってもよく、この場合に透明基板２１０は、ＩＣＤ２０８との間に空隙を形成すべく、ＩＣＤ２０８に対して僅かに離間するように上方に設けられる。
【００３２】
透明基板２１０がＩＣＤ２０８に固定された後に、レンズスタック２１２が透明基板２１０の反対側の面に固定される。レンズスタック２１２は、当業者に公知のウェハレベル加工技術（例えばプラズマエッチング、複製等）によって形成することができる。
【００３３】
焦点機構が必要ではないことを認識することが重要である。従って、焦点機構は何も設けられない。この理由として、光学アセンブリ２０６のウェハレベルアセンブリ、およびＩＣＤ２０８への光学アセンブリ２０６の直接の取り付けが、非常に正確であることが挙げられる。付加的に、先行技術による装置が課題とする公差の累積（蓄積）が、好適に最小限とされる。
【００３４】
図４は、カメラモジュール１００を示す側面断面図である。特に本実施例に示すように、ＩＣＤ２０８の底面３０２は、実装を促進し且つカメラモジュール１００とホスト装置との間のデータ交換を促進する複数の電気的コンタクト４００を含む。特に本実施例において、コンタクト４００は、複数のはんだボールであり、これらによりカメラモジュールは公知の表面実装技術（例えば、ピックアンドプレイス、リフロー等）によってホストＰ
ＣＢに接続可能である。更に、本実施例において、ハウジング２００は縁部を包囲し、ＩＣＤ２０８の底面３０２に接触する。カメラモジュール１００がホスティング装置のＰＣＢに直接リフローはんだ付けされることが重要である。
【００３５】
図５は、別例のカメラモジュール５００を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、カメラモジュール５００は、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）５０４を覆うように形成されたハウジング５０２を含む。ハウジング５０２は、添付の図面を参照して後述する個別の製造工程において形成される内側層５０６および外側層５０８を含む。内側層５０６は、製造工程においてＷＬＰを構造的に支持すべくＷＬＰ５０４を覆うように直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料（例えば成形用プラスチック）である。同様に、外側層５０８は、迷光が通過することを防止し且つカメラモジュール５００を構造的に支持すべく、内側層５０６を覆うように、且つＷＬＰ５０４の側面の周囲に直接トランスファー成型される剛性を備えた不透明な材料である。内側層５０６および外側層５０８の成型時に、２つの光学開口５１０および５１２がそれぞれ、ＩＣＤ５１６のセンサ配列へのイメージの焦点合わせを容易にすべく残される。
【００３６】
ＷＬＰ５０４は、イメージキャプチャ装置（ＩＣＤ）５１６を覆うように実装されるレンズスタック５１４を含む。特に、レンズスタック５１４は、光学用グレードのエポキシ樹脂によってＩＣＤ５１６の天面に直接固定される。同様に、レンズスタック５１４の個別のレンズは、光学用グレードのエポキシ樹脂によって互いに焦点を合わせた位置に固定される。ＩＣＤ５１６の背面には、カメラモジュール５００とホスティング装置との間の電気的な接続を促進すべく形成される一組のはんだボール５１８が設けられる。ＩＣＤ２０８と略同様であるため、ＩＣＤ５１６の詳細はここにより詳細に開示することは差し控える。
【００３７】
図６は、複数の個別のＷＬＰ５０４を形成すべく、集積回路ＩＣＤウェハ６００に実装される個別のレンズスタック５１４の配列を示す斜視図である。ＩＣＤウェハ６００は、個別の集積ＩＣＤ回路６０２の配列を含み、これは分離時に、個別のイメージキャプチャ装置５１６を形成する。特に本実施例において、各レンズスタック５１４は形成され、更なる焦点合わせ工程が不要となるように焦点を合わせた位置にてＩＣＤ回路６０２の対応する１つを覆うように各レンズスタック５１４は個別に実装される。図において、レンズスタック５１４のうち３つが、その下に位置されるＩＣＤ回路６０２を示すべくウェハ６００から分解されているものといえる。ＩＣＤ回路６０２、およびこれらに伴うレンズスタック５１４は、ウェハ６００を個別のＷＬＰ５０４に分離可能とすると共に、シリコンウェハの領域を節約すべくできるだけ接近して位置決め可能とするように、相互に離間して位置されることを認識することが重要である。
【００３８】
レンズスタック５１４の実装時に、光学用グレードのエポキシ樹脂が、ウェハ６０２を横断して一様に塗布される。各個別のレンズスタック５１４が、続いて例えばピックアンドプレイス技術を使用してＩＣＤ回路６０２の対応する１つを覆うように正確に位置される。レンズスタック５１４が正確にウェハ６００に位置されると、エポキシ樹脂は、スタック５１４が後の製造工程に備えてウェハ６０２に固定されるまで、硬化工程（例えばＵＶ暴露）にさらされる。
【００３９】
図７は示す、レンズスタック５１４およびウェハ６００を覆うように形成され、内側層５０６を形成するハウジング基板７００を示す部分断面斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板７００は、レンズスタック５１４およびウェハ６００の天面を覆うように一様に直接トランスファー成形される不透明な材料（例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等）である。基板７００がウェハ６００の天面を覆うように成型されると、レンズスタック５１４間の周辺領域は、基板７００により、満たされる。基板７００がレ
ンズスタックを覆うように成形されると、トランスファー成形機械のプランジャの配列（図示しない）が、各レンズスタック５１４の天面と接触し、光学開口５１０を形成する。ハウジング基板７００がレンズスタック５１４およびウェハ６００を覆うように形成された後に、ハウジング基板７００は硬化される（例えば、冷却される）。図８に示す個別のパッケージ８００を形成すべく、ハウジング基板７００およびウェハ６００は、ライン７０２に沿ってダイス状に切断される。パッケージ８００が形成された後に、これらは更に図８に示すキャリアプレート８０２に一時的に実装されるべく清掃され、準備される。
【００４０】
図８は、剛性を備えたキャリアプレート８０２に一時的に実装される個別のパッケージ８００の配列を示す斜視図である。製造工程におけるこの時点において、外側層５０８は、まだ形成されていないため、パッケージ８００のもっとも外側の層は、実際には内側層５０６である。特に本実施例において、個別のパッケージ８００は、当業者に公知のピックアンドプレイス技術を使用してキャリアプレート８０２に個別に位置される。パッケージ８００は、隣接する個別のパッケージ８００間に更に空間が設けられるように、相互に対して位置される。個別のパッケージ８００は、各個別のパッケージ８００のハウジング５０２の各外側層５０８の形成に備えて、粘着性の基板（例えばテープ）８０４によってキャリアプレート８０２の固定位置に保持される。
【００４１】
図９は、パッケージ８００および粘着性の基板８０４を覆うように直接形成された第２のハウジング基板９００を示す斜視図である。特に本実施例において、ハウジング基板９００は、各パッケージ８００の対応する１つを覆うように外側層を形成すべく、パッケージ８００および粘着性の基板８０４の天面を直接覆うように一様にトランスファー成形される不透明な材料（例えば成型用プラスチック、熱硬化性樹脂等）である。基板９００が粘着性の基板８０４の天面を覆うように成型されると、パッケージ８００間の周辺領域は基板９００により満たされ、これにより、イメージキャプチャ装置５１６のそれぞれのダイス状に切断された側面縁面を覆う。基板９００により各イメージキャプチャ装置５１６の側面の縁面を覆うことにより、迷光がパッケージ８００へ進入することがより好適に防止される。基板９００がパッケージ８００を覆うように成型され、光学開口５１２の配列が、上述したものと同様の技術を使用して、対応する光学開口５１０を覆うように同軸上に形成される。ハウジング基板９００がパッケージ８００を覆うように形成された後に、ハウジング基板９００は剛性を備えるまで硬化される（例えば、冷却される）。基板９００が続いてキャリアプレート８０２から取り払われ、粘着性の基板８０４が次工程に備えて基板９００から取り払われる。
【００４２】
図１０は、パッケージ８００を覆うように形成された基板９００を示す後部斜視図である。製造工程におけるこの時点において、粘着性の基板８０４は、対応するイメージキャプチャ装置５１６の各々の背面１００２を露出すべく、ハウジング基板９００から取り払われている。背面１００２はそれぞれ、その上に形成された対応する組の電気的コンタクト（図示しない）を含む。これらの電気的コンタクトは、例えば、Ｓｉ貫通電極によって、最上層ＩＣＤ５１６に形成される回路類と電気的に通信する。
【００４３】
粘着性の基板８０４を取り払った後に、基板９００は、一体的な状態に保持され、表面を下方に配向して位置され、はんだボール５１８の個別の組は、対応する組の電気的コンタクトに実装される。はんだボール５１８が対応する電気的コンタクトに対して実装されると、はんだボール５１８は電気的コンタクトの対応する組にリフローにて接合される。はんだボール５１８がリフローにて接合された後に、基板９００はライン９０４に沿ってダイス状に切断され（例えば、のこぎりでひかれ）、個別の対応するパッケージ８００を覆うように個別の外側層５０８を形成する。基板９００のダイス状の切断が完了すると、複数の個別のカメラモジュール５００が形成される。
【００４４】
図１１は、本発明によるカメラモジュールを製造する一方法１１００を要約するフローチャートである。第１の工程１１０２において、イメージキャプチャ装置が提供される。次に、第２の工程１１０４において、光学アセンブリが提供される。続く第３の工程１１０６において、光学アセンブリがイメージキャプチャ装置に固定される。最後に、第４の工程１１０８において、カメラハウジングが、光学アセンブリに直接形成される。
【００４５】
図１２は、本発明による例のカメラモジュールを製造する方法１２００を要約するフローチャートである。第１の工程１２０２において、第１のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第２の工程１２０４において、第１の光学アセンブリが提供される。続く第３の工程１２０６において、第２のイメージキャプチャ装置が提供される。次に、第４の工程１２０８において、第２の光学アセンブリが提供される。続く第５の工程１２１０において、第１のハウジング基板材料が提供される。次に、第６の工程１２１２において、第１の光学アセンブリが、第１のイメージキャプチャ装置に実装される。続く第７の工程１２１４において、第２の光学アセンブリが、第２のイメージキャプチャ装置に実装される。次に、第８の工程１２１６において、第１のハウジング基板が、第１の光学アセンブリおよび第２の光学アセンブリの両者を覆うように形成される。最後に、第９の工程１２１８において、第１のハウジング基板が、第１の部分および第２の部分に分離される。
【００４６】
本発明の所定の実施例の開示はここに完了する。開示される特徴の多くは、本発明の範囲から逸脱することなく、代えられてもよいし、変更されてもよいし、省略されてもよい。例えば、異なる数のレンズ素子が、ＩＣＤに実装される光学スタックを形成することに使用されてもよい。別例として、ＩＲフィルタは光学スタックを形成することに使用される光学ガラスと一体的に形成可能であり、これにより、モジュールを完成することに必要とされるコンポーネントおよび組立工程の数を低減することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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